Kuinka "kadonnut" voi auttaa?

Pakkauksesta ja materiaalinkäsittelystä puolijohteiden valmistukseen ja autojen kokoonpanoon käytännöllisesti katsoen kaikki valmistusprosessit sisältävät jonkinlaista lineaarista liikettä, ja kun valmistajat tutustuvat modulaaristen lineaaristen liikejärjestelmien joustavuuteen ja yksinkertaisuuteen, nämä järjestelmät – joko yhden, kahden tai täydellisen. kolmiakseliset karteesiset robotiikkajärjestelmät ovat löytämässä tiensä tuotantoalueille.

Yleinen virhe, jonka insinöörit ja suunnittelijat tekevät lineaarisia liikejärjestelmiä mitoittaessa ja valitessaan, on jättää huomiotta kriittiset sovellusvaatimukset lopullisessa järjestelmässä. Tämä voi pahimmassa tapauksessa johtaa kalliisiin uudelleensuunnitteluun ja -työhön, mutta voi myös usein johtaa ylisuunniteltuun järjestelmään, joka on kalliimpi ja vähemmän tehokas kuin toivotaan. Kun on niin monia mahdollisia ratkaisuja, on helppo hämmentyä, kun hänen tehtävänä on suunnitella lineaarista liikejärjestelmää. Kuinka paljon kuormaa järjestelmän tulee kestää? Kuinka nopeasti sen pitää liikkua? Mikä on kustannustehokkain suunnittelu?

Kaikkia näitä ja muita kysymyksiä pohdittiin, kun Bosch Rexrothin Linear Motion and Assembly Technologies -ryhmä kehitti "LOSTPED", yksinkertaisen lyhenteen, joka ohjaa insinööriä tai suunnittelijaa keräämään tietoja, joita tarvitaan sopivan lineaarisen liikkeen komponenttien tai moduulien määrittämiseen missä tahansa sovelluksessa.

MITÄ ON KATONA?

LOSTPED tulee sanoista Load, Orientation, Speed, Travel, Precision, Environment and Duty cycle. Jokainen LOSTPED-lyhenteen kirjain edustaa yhtä tekijää, joka on otettava huomioon lineaarista liikejärjestelmää mitoitettaessa ja valittaessa. Esimerkiksi kuorma asettaa laakerijärjestelmälle erilaisia ​​vaatimuksia kiihdytyksen ja hidastuksen aikana kuin tasaisen nopeuden liikkeissä. Kun lineaariset liikeratkaisut siirtyvät yksittäisistä komponenteista kokonaisiin lineaarimoduuleisiin tai karteesisiin järjestelmiin, järjestelmän komponenttien – eli lineaaristen laakeriohjaimien ja kuularuuvi-, hihna- tai lineaarimoottorikäyttöjen – välisistä vuorovaikutuksista tulee monimutkaisempia ja oikean järjestelmän suunnittelusta tulee entistä haastavampaa. . LOSTPED-lyhenne voi auttaa suunnittelijoita välttämään virheitä yksinkertaisesti muistuttamalla heitä ottamaan huomioon kaikki toisiinsa liittyvät tekijät järjestelmän kehittämisen ja määrittelyn aikana.

MITEN KÄYTETÄÄN LOSTPED

Alla on kuvaukset kustakin LOSTPED-tekijästä sekä tärkeimmät kysymykset määritettäessä lineaarisen liikejärjestelmän kokoa ja valintaa.

LADATA

Kuorma tarkoittaa järjestelmään kohdistettua painoa tai voimaa. Kaikki lineaariset liikejärjestelmät kohtaavat tietyntyyppisiä kuormia, kuten alaspäin suuntautuvia voimia materiaalinkäsittelysovelluksissa tai työntökuormia poraus-, puristus- tai ruuvinvääntösovelluksissa. Muut sovellukset kohtaavat jatkuvan kuormituksen, kuten puolijohdekiekkojen käsittelysovellukset, joissa FOUP (Front-Opening Unified Pod) kuljetetaan paikasta toiseen pudotusta ja noutoa varten. Kolmas tyyppi määritellään vaihtelevilla kuormituksilla, kuten lääketieteellinen annostelusovellus, jossa reagenssi levitetään sarjaan pipettejä peräkkäin, mikä johtaa kevyempään kuormaan jokaisessa vaiheessa.

Kuormaa harkittaessa kannattaa myös katsoa, ​​minkä tyyppinen työkalu on varren päässä kuorman nostamiseksi tai kantamiseksi. Vaikka virheet eivät liity erityisesti kuormaan, ne voivat olla kalliita. Jos esimerkiksi erittäin herkkä työkappale poimitaan poiminta- ja paikkasovelluksessa, se voi vaurioitua, jos käytetään vääräntyyppistä tarttujaa.

TÄRKEIMMÄT KYSYMYKSET:

• Mikä on kuorman lähde ja miten se on suunnattu?
• Onko käsittelyssä erityisiä näkökohtia?
• Kuinka paljon painoa tai voimaa pitää hallita?
• Onko voima alaspäin suuntautuva voima, nostovoima vai sivuvoima?

SUUNTAUTUMINEN

Suunta tai suhteellinen sijainti tai suunta, johon voimaa kohdistetaan, on myös tärkeä, mutta se jätetään usein huomiotta. Jotkin lineaariset moduulit tai toimilaitteet pystyvät käsittelemään suuremman alas-/ylöskuormituksen kuin sivukuormituksen moduulin suunnittelussa käytetyn lineaarisen ohjausjärjestelmän ansiosta. Muut moduulit, jotka käyttävät erilaisia ​​lineaarisia ohjaimia, voivat käsitellä samat kuormat kaikkiin suuntiin.

Esimerkiksi Rexroth Compact Module CKK käyttää kaksoispallokiskojärjestelmää ohjauksessa, ja sitä käytetään usein sovelluksissa, jotka vaativat sivulle asennettuja tai aksiaalisia kuormia. Koska useimmat korkealaatuiset lineaarisen liikkeen toimittajat valmistavat moduuleja ja toimilaitteita erilaisiin tilanteisiin, on tärkeää varmistaa, että määritellyt moduulit pystyvät käsittelemään kuormitusvaatimuksia sovelluksen onnistumisen edellyttämässä suunnassa.

TÄRKEIMMÄT KYSYMYKSET:

• Miten lineaarinen moduuli tai toimilaite on suunnattu?
• Onko se vaaka-, pysty- vai ylösalaisin?
• Mihin kuorma on suunnattu suhteessa lineaarimoduuliin?
• Aiheuttaako kuorma lineaarimoduuliin kallistus- tai nousumomentin?

NOPEUS

Nopeus ja kiihtyvyys vaikuttavat myös lineaarisen liikejärjestelmän valintaan. Kohdistettu kuorma luo järjestelmään paljon erilaisia ​​voimia kiihdytyksen ja hidastuksen aikana kuin tasaisen nopeuden liikkeen aikana. Myös liikeprofiilin tyyppi - puolisuunnikkaan tai kolmion muotoinen - on otettava huomioon, koska halutun nopeuden tai syklin saavuttamiseksi vaadittava kiihtyvyys määräytyy vaaditun liikkeen tyypin mukaan. Puolisuunnikkaan muotoinen liikeprofiili tarkoittaa, että kuorma kiihtyy nopeasti, liikkuu suhteellisen tasaisella nopeudella jonkin aikaa ja sitten hidastuu. Kolmion muotoinen liikeprofiili tarkoittaa, että kuorma kiihtyy ja hidastuu nopeasti, kuten pisteestä pisteeseen nouto- ja pudotussovelluksissa. Nopeus ja kiihtyvyys ovat myös kriittisiä tekijöitä määritettäessä sopivaa lineaarikäyttöä, joka on tyypillisesti kuularuuvi, hihna tai lineaarimoottori.

TÄRKEIMMÄT KYSYMYKSET:

• Mikä nopeus tai sykliaika on saavutettava?
• Onko se vakionopeus vai muuttuva nopeus?
• Miten kuorma vaikuttaa kiihtyvyyteen ja hidastumiseen?
• Onko siirtoprofiili puolisuunnikkaan vai kolmion muotoinen?
• Mikä lineaarikäyttö vastaa parhaiten nopeus- ja kiihtyvyystarpeisiin?

MATKUSTAA

Matkalla tarkoitetaan etäisyyttä tai liikealuetta. Ei vain matkan pituutta, vaan myös ylimatkaa. "Turvamatkan" tai lisätilan salliminen iskun lopussa varmistaa järjestelmän turvallisuuden hätäpysäytystilanteessa.

TÄRKEIMMÄT KYSYMYKSET:

• Mikä on etäisyys (liikealue)?
• Kuinka paljon ylimatkaa voidaan vaatia hätäpysähdyksissä?

TARKKUUS

Tarkkuus on laaja termi, jota käytetään usein määrittämään joko matkatarkkuutta (miten järjestelmä käyttäytyy liikkuessaan pisteestä A pisteeseen B) tai paikannustarkkuutta (kuinka lähelle järjestelmä saavuttaa kohdeaseman). Se voi viitata myös toistettavuuteen. Näiden kolmen termin – matkatarkkuus, paikannustarkkuus ja toistettavuus – välisen eron ymmärtäminen on usein ratkaisevan tärkeää sen varmistamiseksi, että järjestelmä täyttää suorituskykyvaatimukset ja ettei järjestelmä ylikompensoi suurta tarkkuustasoa, joka saattaa olla tarpeeton.

Suurin syy tarkkuusvaatimusten miettimiseen on käyttömekanismin valinta: hihnakäyttö, kuularuuvi tai lineaarimoottori. Jokainen tyyppi tarjoaa kompromisseja tarkkuuden, nopeuden ja kantokyvyn välillä, ja paras valinta sanelee lähinnä sovellus.

TÄRKEIMMÄT KYSYMYKSET:

• Kuinka tärkeitä matkustustarkkuus, paikannustarkkuus ja toistettavuus ovat sovelluksessa?
• Onko tarkkuus tärkeämpää kuin nopeus tai muut MENETETTYJÄ tekijät?

YMPÄRISTÖ

Ympäristöllä tarkoitetaan ympäristöolosuhteita, joissa järjestelmän odotetaan toimivan. Esimerkiksi äärimmäiset lämpötilat voivat vaikuttaa muoviosien suorituskykyyn ja voiteluon järjestelmän sisällä, kun taas lika, nesteet ja muut epäpuhtaudet voivat vaurioittaa laakereiden kulkureittejä ja kuormaa kantavia elementtejä.

Tämä on usein huomiotta jätetty suorituskykytekijä, mutta se voi vaikuttaa suuresti lineaarisen liikejärjestelmän käyttöikään. Vaihtoehdot, kuten tiivistenauhat ja erikoispinnoitteet, voivat auttaa estämään näiden ympäristötekijöiden aiheuttamia vahinkoja. Lisäksi vaihtoehdot, kuten erikoisvoitelu ja ylipaine, voivat tehdä moduulista tai toimilaitteesta sopivan käytettäväksi puhdastilasovelluksessa.

TÄRKEIMMÄT KYSYMYKSET:

• Millaisia ​​vaaroja tai epäpuhtauksia esiintyy – äärimmäisiä lämpötiloja, likaa, pölyä, nesteitä jne.?
• Kääntäen, onko lineaarinen liikejärjestelmä itsessään mahdollinen saasteiden lähde ympäristölle (ESD, voiteluaineet tai hiukkaset)?

TYÖSYKLI

Käyttömäärä on aika, joka kuluu toimintajakson suorittamiseen. Kaikissa lineaarisissa toimilaitteissa sisäiset komponentit määräävät yleensä lopullisen järjestelmän käyttöiän. Esimerkiksi laakerin käyttöikään moduulin sisällä vaikuttaa suoraan kohdistettu kuorma ja laakerin käyttöjakso. Lineaarinen liikejärjestelmä saattaa pystyä täyttämään kuusi edellistä tekijää, mutta jos se toimii jatkuvasti 24/7, se kuolee paljon nopeammin kuin jos se käy vain kahdeksan tuntia päivässä, viisi päivää viikossa. Käyttöaika vs. lepoaika vaikuttaa lämmön kertymiseen lineaarisen liikejärjestelmän sisällä ja vaikuttaa suoraan järjestelmän käyttöikään ja omistuskustannuksiin. Näiden ongelmien selvittäminen etukäteen voi säästää aikaa ja pahenemista myöhemmin, koska kuluvat osat, kuten hihnat, voidaan helposti varastoida vaihtoa varten.

TÄRKEIMMÄT KYSYMYKSET:

• Kuinka usein järjestelmä on käytössä, mukaan lukien lyöntien tai liikkeiden välinen viipymäaika?
• Kuinka kauan järjestelmän pitää kestää?

LOPPUOHJEET

LOSTPED:n lisäksi suunnittelijoiden tulee ottaa yhteyttä hyvämaineiseen jälleenmyyjään tai valmistajan sovellussuunnitteluosastoon. Näillä resursseilla on yleensä kokemusta sadoista sovelluksista, joista monet ovat samanlaisia ​​kuin käsillä oleva sovellus. Siksi he voivat säästää huomattavasti aikaa ja tehdä kustannussäästöehdotuksia ennakoimalla mahdollisia ongelmia. Loppujen lopuksi tavoitteena on saada paras mahdollinen lineaarinen liikejärjestelmä alhaisin omistuskustannuksin; LOSTPEDin tuntevat taitavat sovellusinsinöörit voivat varmistaa, että heidän asiakkaat saavat juuri sen.